淺談《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革

胡國(guó)彪

【摘 要】本文闡述了《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革的思路，就優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力等方面進(jìn)行了理論研究和探索。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)教學(xué)改革；實(shí)踐教學(xué)；自學(xué)能力

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)已經(jīng)在工業(yè)過(guò)程控制、智能儀表、人工智能、通信設(shè)備的智能化以及家電的智能化等方面得到廣泛的應(yīng)用。以單片機(jī)為核心仍然是實(shí)現(xiàn)智能化技術(shù)的主流之一，因此將單片機(jī)作為機(jī)電一體化專業(yè)的一門主干課程就顯得特別重要。在機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)教學(xué)規(guī)律和培養(yǎng)目標(biāo)，為使學(xué)生更好地掌握單片機(jī)原理與接口技術(shù)這門課程，就需要進(jìn)一步深化教學(xué)改革。下面就幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

1 制定合理教學(xué)大綱，優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)大綱是教學(xué)計(jì)劃、學(xué)科任務(wù)、學(xué)生知識(shí)水平及素質(zhì)培養(yǎng)的目標(biāo)要求，以綱領(lǐng)的形式規(guī)定了課程的性質(zhì)、任務(wù)、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)時(shí)分配、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)措施與評(píng)價(jià)手段等內(nèi)容；是選編教材、實(shí)施教學(xué)、組織教學(xué)評(píng)價(jià)的基本依據(jù)。高等職業(yè)教育是培養(yǎng)應(yīng)用性人才或各行各業(yè)的能工巧匠。根據(jù)教育部對(duì)高等職業(yè)技術(shù)的培養(yǎng)目標(biāo)要求，我們結(jié)合市場(chǎng)對(duì)高職高專機(jī)電一體化專業(yè)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力的需求情況，具體化為“精一二門，通幾門”?！秵纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用》正是我們要求精通并熟練掌握的一門主干課程。因此，在多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校的具體實(shí)際，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，制訂出新的教學(xué)大綱。大綱基本體現(xiàn)了高職高專教育的職業(yè)性、崗位性和應(yīng)用性等特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性、實(shí)踐性和實(shí)效性，以夠用為度。新的大綱注重強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)放在實(shí)際應(yīng)用中涉及的原理、通用性較強(qiáng)的接口電路及編程應(yīng)用上。另外還增加了兩周時(shí)間的單片機(jī)綜合開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。

2 加強(qiáng)課堂教學(xué)，改進(jìn)教學(xué)方法

課堂教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)活動(dòng)的主要組成部分，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的重要手段。我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，采用KEIL51軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真演示等方法，取得了非常好的效果。

2.1 加強(qiáng)課堂的演示

單片機(jī)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)又非常抽象的課程。對(duì)于這樣的一門課程，課堂演示起著非常重要的作用。課堂演示可以將抽象的理論、枯燥的程序分析轉(zhuǎn)化為生動(dòng)的實(shí)例；而實(shí)驗(yàn)則能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，進(jìn)一步理解有關(guān)理論知識(shí)。但在傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)中，幾乎不能見(jiàn)到課堂演示，而學(xué)生實(shí)驗(yàn)中也存在諸多問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，我們采用：

①將實(shí)驗(yàn)引入課堂：在講解理論課程時(shí)，老師能夠?qū)⒆灾频膯纹瑱C(jī)電路、外圍元器件帶人到課堂中，通過(guò)樣機(jī)演示與硬件結(jié)構(gòu)相關(guān)的小程序來(lái)加深學(xué)生的印象。

②通過(guò)“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真板”軟件，為解決這類問(wèn)題提供了一些思路。該軟件以C51為基礎(chǔ)，利用其AGSI接口開(kāi)發(fā)而成。利用該仿真板，對(duì)源程序的任何修改都將直接表現(xiàn)在該仿真板上，這個(gè)界面可以代替實(shí)際真實(shí)的硬件，因此，便于學(xué)生理解掌握所學(xué)內(nèi)容。

2.2 針對(duì)學(xué)生之間的差異，在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)有所測(cè)重

對(duì)于機(jī)電一體化的學(xué)生，其硬件知識(shí)相對(duì)較好，軟件編程能力相對(duì)較弱，在教學(xué)當(dāng)中，重點(diǎn)加強(qiáng)匯編語(yǔ)言編程方面的訓(xùn)練；而對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，由于其能力特點(diǎn)與機(jī)電一體化學(xué)生相反，因此，在教學(xué)中，發(fā)揮其軟件編程能力相對(duì)較強(qiáng)的特點(diǎn)，重點(diǎn)加強(qiáng)了硬件電路方面的教學(xué)。

2.3 積極引導(dǎo)，加強(qiáng)管理

本課程的內(nèi)容相對(duì)較難，特別是中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器及串行接口部分，編程控制比較復(fù)雜，而且難以理解，在以往的教學(xué)過(guò)程中，一直視為難點(diǎn)和重點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中，采用積極引導(dǎo)和加大管理力度相結(jié)合的方式，除督促學(xué)生在上課時(shí)認(rèn)真聽(tīng)講、課后完成作業(yè)外，還布置課外閱讀書(shū)籍，檢查課堂筆記等方式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，取得比較好的教學(xué)效果。

3 培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力

培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，具備強(qiáng)烈的獲取知識(shí)的能力，既是教學(xué)目的的要求，又是時(shí)代對(duì)人才的需要。教師只有在教學(xué)中有意識(shí)地去培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用，才能提高授課效率和教學(xué)質(zhì)量。

3.1 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)習(xí)興趣來(lái)源于學(xué)生對(duì)本學(xué)科的親切感和向往心理，興趣的產(chǎn)生又使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的需要，而學(xué)習(xí)需要的不斷增長(zhǎng)，又促進(jìn)了學(xué)生產(chǎn)生自覺(jué)學(xué)習(xí)的行動(dòng)。為了使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)《單片機(jī)原理與應(yīng)用》這門課程的親切感和向往心理，教師在講課中從單片機(jī)在生活中應(yīng)用的實(shí)際出發(fā)，由淺入深，循序漸進(jìn)。

3.2 引導(dǎo)學(xué)生積極地思維

①使用啟發(fā)式的教學(xué)方法去指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)

在課堂上經(jīng)常提出一些具有啟發(fā)性、誘導(dǎo)性的問(wèn)題，以不斷地吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)地去思考，讓他們發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法，增強(qiáng)課堂的教學(xué)氣氛。在關(guān)鍵的地方教師會(huì)給出點(diǎn)評(píng)和引導(dǎo)，最后，由教師概括總結(jié)。經(jīng)過(guò)討論，學(xué)生從新的高度理解和消化了所學(xué)知識(shí)，養(yǎng)成多思考、多提問(wèn)、多研究的良好習(xí)慣。

②培養(yǎng)學(xué)生積極、靈活的思維方式

一般的教科書(shū)都是以123的程式去引導(dǎo)人們認(rèn)識(shí)事物的。如果上課老是運(yùn)用這種程式去講課，學(xué)生會(huì)感到平淡無(wú)味。所以，我們?cè)谥v課中有時(shí)會(huì)先從3開(kāi)始，提出為什么會(huì)有這個(gè)結(jié)論，然后引導(dǎo)學(xué)生去追求解決問(wèn)題3的方法2，最后指出要解決2就要有1作為前提。這種倒敘式講課方式能緊緊抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì)去探討解決問(wèn)題的方法，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，養(yǎng)成學(xué)生積極、靈活的思維方式。

3.3 培養(yǎng)學(xué)生善于抓住核心問(wèn)題去學(xué)習(xí)的能力

每一門課程都有它要討論的核心問(wèn)題以及解決核心問(wèn)題所要掌握的知識(shí)和方法。學(xué)生能抓住核心這個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題去學(xué)習(xí)，并弄懂其相關(guān)知識(shí)，一切問(wèn)題就會(huì)迎刃而解。在本課程的教學(xué)中，我們要求學(xué)生緊緊抓住硬件、軟件結(jié)合這個(gè)核心去學(xué)習(xí)，取得了非常好的效果。

3.4 培養(yǎng)學(xué)生排除學(xué)習(xí)障礙的能力

排除學(xué)習(xí)障礙的能力就是解決學(xué)習(xí)難點(diǎn)的能力。難點(diǎn)的形成是由于學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)和相關(guān)概念不清而造成的。教學(xué)過(guò)程中我們注意站在學(xué)生的角度去思考、分析問(wèn)題，幫學(xué)生找出產(chǎn)生難點(diǎn)的原因，對(duì)癥下藥地解決問(wèn)題。學(xué)會(huì)如何發(fā)現(xiàn)難點(diǎn)、解決難點(diǎn)，形成一種知難而上、勇攀高峰的精神。

4 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)以培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

4.1 強(qiáng)化單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

學(xué)生的動(dòng)手能力在計(jì)算機(jī)上是練不出來(lái)的，因此，硬件實(shí)驗(yàn)是必須的。教研室的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室配備的部分演示程序較難，學(xué)員難以理解，掌握起來(lái)比較困難，為此，根據(jù)教學(xué)大綱的要求，我們采取了以下措施：

①將教學(xué)引入實(shí)驗(yàn)室：在學(xué)生動(dòng)手的同時(shí)，老師給學(xué)生講解在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)中碰到的問(wèn)題。這樣促進(jìn)了學(xué)生動(dòng)手能力、排除單片機(jī)軟件、硬件故障能力的提高，同時(shí)，使學(xué)生加深了對(duì)理論課程的理解。

②利用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的有限資源，開(kāi)設(shè)了一些難易程度合適的實(shí)驗(yàn)，如簡(jiǎn)單的中斷實(shí)驗(yàn)、定時(shí)實(shí)驗(yàn)等，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)本課程的理解和掌握；同時(shí)，對(duì)于學(xué)習(xí)好、領(lǐng)悟快的同學(xué)開(kāi)設(shè)了一些難度較大的綜合性實(shí)驗(yàn)，以滿足他們的個(gè)性化要求。

③課堂教學(xué)內(nèi)容也進(jìn)行了相應(yīng)修改，將實(shí)驗(yàn)所涉及的內(nèi)容有機(jī)地與講課、習(xí)題相結(jié)合，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)有似曾相識(shí)之感，從而將可能的難點(diǎn)分解，以增強(qiáng)教學(xué)效果。實(shí)踐證明效果良好。對(duì)于課堂教學(xué)沒(méi)有涉及的內(nèi)容，諸如電路板的印制和電源設(shè)計(jì)等，讓學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用以前學(xué)的知識(shí)來(lái)完成，提高了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。

4.2 強(qiáng)化單片機(jī)開(kāi)發(fā)性訓(xùn)練

為了提高學(xué)生獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，需要讓學(xué)生具備獨(dú)立開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的技能。為此，我們?cè)黾恿藘芍艿木C合開(kāi)發(fā)訓(xùn)練，題目由教師推薦或?qū)W生自擬。在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生不僅自主設(shè)計(jì)方案，而且自己上市場(chǎng)了解電器元件、采購(gòu)實(shí)驗(yàn)器材。使學(xué)生了解從選題、調(diào)研、制定設(shè)計(jì)方案、采購(gòu)元器件、硬件軟件設(shè)計(jì)、線路焊接、調(diào)試檢測(cè)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，提高了自主開(kāi)發(fā)和實(shí)際動(dòng)手的能力，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了很大提高。

4.3 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

實(shí)行開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是改革傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效途徑，其目的是讓學(xué)生在掌握有關(guān)知識(shí)和技能的同時(shí)，獲得較高的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。在這種教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)課目，自己選擇和組合實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，自己確定實(shí)驗(yàn)方法和步驟，如有的學(xué)生制作了電子鐘、音樂(lè)產(chǎn)生電路等。在開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，可以充分運(yùn)用自己所掌握的知識(shí)和技能，淋漓盡致地發(fā)揮自己的聰明才智。

5 展望

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而系統(tǒng)的工程，需要不斷的探索與實(shí)踐。要逐步改善教學(xué)條件，提高教師素質(zhì)，改進(jìn)教學(xué)方法，這需要我們不斷地付出艱苦的勞動(dòng)。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：周娜]